【摘要】：有色溶解有機(jī)物(CDOM)是水體水色三要素之一,是水色遙感重要的研究對象,近海典型二類水體CDOM的遙感監(jiān)測以及如何構(gòu)建適合特定區(qū)域的近海二類水體CDOM反演模型一直是國內(nèi)外研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。湛江港灣是天然的深水港灣,受港口運(yùn)輸業(yè)、近海鋼鐵工業(yè)、石化工業(yè)、城市生活及工業(yè)污水排放的影響,近年灣內(nèi)水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重,港灣水質(zhì)常呈四類甚至劣四類,研究該海域水體CDOM光學(xué)特性對于研究海洋區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化、近海水質(zhì)監(jiān)測及二類水體固有光學(xué)特性均有重要意義。本文基于2016~2018年湛江港灣四個航次的調(diào)查資料,分析了湛江灣CDOM的光學(xué)特性,探討了該海域CDOM時空變化及來源問題。結(jié)果表明:灣內(nèi)表層水體CDOM吸收系數(shù)a_g(355)和光譜斜率S_(275~295)呈現(xiàn)出秋季夏季春季冬季的變化特征。在空間分布方面,春季、夏季和冬季港灣內(nèi)表層和底層的a_g(355)則基本呈現(xiàn)由北向南、由西向東遞減的趨勢,而光譜斜率S_(275~295)在水平空間上大致呈現(xiàn)斑點(diǎn)狀的分布。對a_g(355)與光譜斜率、葉綠素a、溶解氧(DO)、濁度進(jìn)行深入分析發(fā)現(xiàn),春季、夏季和秋季水體中CDOM來源主要有浮游植物現(xiàn)場生產(chǎn)和陸源所攜帶,春季和秋季底層沉積物的再懸浮對有色溶解有機(jī)物來源有一定的貢獻(xiàn)。春季、夏季和秋季三個季節(jié)有色溶解有機(jī)物濃度與DO負(fù)相關(guān)性較好,表明它對水體的污染和富營養(yǎng)化具有一定的指示作用。同時灣內(nèi)海水對流與擴(kuò)散、地形和灣內(nèi)余流等影響水體交換能力,從而會影響CDOM空間分布特征,降雨量和風(fēng)速大小可能是造成CDOM季節(jié)性差異的原因之一。對Landsat-8 OLI影像各波段及其波段組合與CDOM濃度a_g(440)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),在秋季航次中,與CDOM濃度相關(guān)性最大的是波段組合(B1+B2)/2,在冬季航次中,與CDOM濃度相關(guān)性最大的是波段組合(B1+B3)/2,選擇這兩個波段組合分別建立秋季和冬季反演模型,春季和夏季遙感影像質(zhì)量不佳,未對這兩個季節(jié)進(jìn)行遙感反演,最后將模型運(yùn)用到影像進(jìn)行反演得到遙感反演專題圖。利用2017年5月航次對湛江灣20個站位采集的水樣和測量的光譜資料,建立了CDOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn):BP和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的平均相對誤差和均方根誤差均遠(yuǎn)小于多元線性回歸模型和其他算法模型,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測值與實(shí)測值擬合效果要優(yōu)于多元線性回歸模型。研究表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型更適合于湛江灣有色溶解有機(jī)物的遙感估算。
【圖文】：

圖 2-1 研究區(qū)域及站位設(shè)置分布圖Fig.2-1 Study area and distribution of sampling stations2.2 海水樣品采集及處理方法(1) CDOM 樣品及水質(zhì)參數(shù)現(xiàn)場采集每個站位的表層和底層均采集 500ml 的 CDOM 海水樣品于棕色玻璃瓶中并用該站位的海水潤洗 2-3 遍，最大限度減小容器本身所帶來的污染。僅 2016 年 9 月采集了表層水樣，其他三個航次均采集了表層和底層水樣。所有的棕色玻璃采樣瓶均用體積分?jǐn)?shù)為 10%的鹽酸進(jìn)行浸泡和超純水進(jìn)行充分清洗，并烘干，才能進(jìn)行使用。將水樣置于 120～140mmHg 負(fù)壓下的過濾裝置，用 10%的鹽酸浸泡（至少 15 分鐘）和超純水充分清洗處理過的 0.22μm 的聚碳酸酯濾膜進(jìn)行過濾，將濾液置于棕色玻璃瓶中（預(yù)先使用體積分?jǐn)?shù)為 10%的鹽酸浸泡 24h，烘干后于 450℃灼燒 6h），再放置于-20℃的冰箱中避光保存，，待回實(shí)驗(yàn)室后在進(jìn)行測量分析，測量分析過程按照國家海洋局908 專項(xiàng)辦公室編制的海洋光學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)程來執(zhí)行。利用 RBRmaestro 多參數(shù)水質(zhì)儀對葉綠素 a、溶解氧、濁度等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行同步

圖 2-2 RBRmaestro 多參數(shù)水質(zhì)儀Rmaestro Multi-Parameter Water Quality D據(jù)處理的儀器是島津 UV-2550 分光光度計，個數(shù)據(jù)，狹縫寬為 2nm，1cm 比色皿水，然后對水樣進(jìn)行掃描，得到不同水），其測定具體步驟參見國家海洋局 水空白相對于參比純水的光學(xué)密度，lsbsnull2.303[(OD()OD())OD()]/ 光程，ODs(λ)為 CDOM 樣品相對于參參比純水的光學(xué)密度，ODnull(λ)為在可為零的波段的表觀殘余光學(xué)密度，一m 的平均值，近岸二類水體可采用 69
【學(xué)位授予單位】：廣東海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X55;X87

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本文編號：2688606